用于机动车中的接收器或发送器、特别用于轮胎状况监测系统的天线

摘要

本发明涉及一种用于机动车中的接收器或发送器的天线，该天线包含导电的环圈，导电的环圈包围用于电磁波的通道的区域，电磁波与流过环圈的电流互相作用。环圈具有连接侧，经由连接侧，电流可以被引入环圈，或者，感应地或通过至少一个电连接件从环圈引出。根据本发明的天线的特征在于，由环圈包围的区域围绕扭转轴扭转，扭转轴与连接侧垂直或者成一定角度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，该天线用于机动车中的接收器或发送器，特别地，用于轮胎状况监测系统，轮胎状况监测系统例如用于记录轮胎中的气压和/或温度和/或其他状态变量，例如旋转方向或者转速(单位时间的转数)。

背景技术

轮胎状况监测系统特别是轮胎气压监测系统在多个实施例中是公知的。通过定位在轮胎中或者轮胎上的传感器，使得可以监测轮胎中的状况，例如压力或者温度，传感器记录所期望的状态变量，例如轮胎的气压，并且通过连接的或者集成的发送器将其发送到车辆中的轮胎外部的接收装置。接收装置可以中继发送来的数据或者自己评估，以使可以记录轮胎的不期望的状态，例如太低的轮胎气压，并且可以执行或者产生对应的测量，特别是警告。

为了中心的接收装置或者分散地定位在车辆中的接收装置和轮胎中的一个或多个传感器之间的顺利通信，通过轮胎中的发送器发送的信号必需由接收装置可靠地记录。因此，记录来自轮胎或者多个轮胎的信号的接收装置具有至少一个天线。如果中心的或者分散的接收装置也将信号发送到轮胎中除了接收器以外的一个或多个传感器或者附属控制装置，则接收装置具有发送器，该发送器使用相同的天线或者附加的天线用于信号发送。而且，可以设置附加的天线，接收装置利用该附加的天线例如与定位在车辆中或者车辆外部的监测装置或者中心系统通信。

接收装置中的接收器或发送器的天线或者在轮胎中或者轮胎上的通信连接的另一端处的天线原则上可以以各种公知的天线形式设计，各种公知的天线形式诸如杆状天线、缠绕线圈或者以环圈的形式。然而本发明仅仅涉及以环圈形式的天线，该天线响应于磁场或者主要产生磁场。在这种带有导电的环圈的天线中，设置有用于电磁波的通道的区域，电磁波与流过环圈的电流互相作用。环圈具有用于信号传输的连接侧，经由连接侧，电流可以被引入环圈，或者，感应地或通过至少一个电连接件从环圈被引出。

在带有这种电环圈的常规天线中，环圈定位在内部或者在平行于此的印刷电路板上，一方面，这对于接收器或发送器的必要的安装空间是有利的，另一方面，使制造能够变容易。而且，保护了导电的环圈免受损害。然而，实际上，对应的发送器或接收器经常安装在车辆框架附近或者车辆框架上，车辆框架由金属构成。此车辆框架自然对由环圈接收的电磁波有影响，这可能导致干涉或者差的接收或者发送性能。

从JP 2004 345 364A已知一种用于车辆的轮胎监测系统，该轮胎监测系统中，连接到监测单元的天线接收来自位于轮胎中的传感器的无线电波，其中，描述了多种可能使用的天线，包括导电的矩形环圈天线，该导电的矩形环圈天线设置在一侧，带有配合元件或者连接件。

从DE 10 2005 007 325 A1了解了一种用于轮胎压力发送装置的天线，该轮胎压力发送装置安装在轮缘中。轮胎压力发送装置具有发送电路和天线，其中，天线具有发射电极或者围绕环圈区域的环圈。

US 2008/0136738 A1描述了一种多螺旋线天线，该多螺旋线天线包含缠绕在缸周围的螺旋元件以及包围缸的馈送元件和连接元件，其中，天线的电长度是半波长的奇数倍。

原则上，在通信技术的区域中，其中电环圈在垂直于印刷电路板的平面的平面上的天线也为公知的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种天线，该天线用于机动车中的接收器或发送器，特别地，用于轮胎状况监测系统，该天线特别地允许所涉及的通信伙伴之间的自由通信的可靠和干涉，所涉及的通信伙伴例如车辆中的中心的或者分散的接收装置和轮胎中的传感器或者多个传感器。

通过具有权利要求1的特征的天线解决了根据本发明的目的。在从属权利要求中具体说明本发明的特别有利的实施例。

根据本发明的天线用于机动车中的接收器或发送器，特别地用于轮胎状况监测系统例如轮胎压力监测系统，该天线通常包含导电的环圈，环圈包围用于电磁波的通道的区域，电磁波与流过环圈的电流互相作用。环圈具有连接侧，经由连接侧，电流可以被引入环圈，或者，感应地或通过至少一个电连接件从环圈被引出。因此，可以利用环圈经由引入或引出而发送或者接收。

根据本发明，通过环圈包围的区域围绕扭转轴被扭转，扭转轴与连接侧垂直或者成一定角度。这意指，环圈不再定位在平面例如印刷电路板平面内。用这种方法，对于发送或接收性能，可以在广泛的方向上实现的独立性。因此，当这些电磁波在其平行于环圈的连接侧的方向上排齐时，电磁波现在穿过由环圈围绕的区域。

此外，可以将环圈设置在印刷电路板平面上，以使安装在由金属制成的车辆框架上的印刷电路板不导致环圈的发送或接收性能变差。如果环圈利用其连接侧电传导或者感应地连接到印刷电路板或者设置其上的电子器件，对于此目的则特别有利，其中扭转轴和环圈垂直于印刷电路板的基表面或者与印刷电路板的基表面成一定角度。

根据特别有利的实施例，印刷电路板或设置其上的电子器件形成导电的耦合环圈，耦合环圈感应地耦合到环圈，环圈的连接侧和分配到其的耦合环圈的耦合侧是等距的，特别地，平行于彼此。

根据本发明的一个实施例，环圈的连接侧通过直线、单角度或多角度线或者曲线形成，并且环圈具有与连接侧相对的一侧，该一侧也由直线、单角度或多角度线、或者曲线形成，其中，连接侧和相对的一侧在两个成平行面的平面内。

如果天线包含基体并且环圈安装在基体的外表面上是有利的，基体特别地具有至少实质上的柱形形状或者至少越过其圆周的一部分的圆锥形状。基体例如可以设计成围绕内部的中空体。根据一个实施例，基体至少在一侧向内部开口，此开口侧具有对角线地通过开口的网，该网支持环圈的一段，特别地是环圈的一侧，有利地是其连接侧。

根据本发明的一个实施例，特别地在连接侧外部，环圈在其其圆周上中断过一次或多次，特别地两次。至少一个中断或者所有的中断可以通过在每一种情况下至少一个电阻和/或通过在所有情况下至少一个电容而桥接。特别有利地，至少一个中断可以形成交指电容。也可以通过电抗桥接中断，电抗通过中断的两侧上的对应的缠绕组和线圈而形成。

通过中断和其桥接，可以调整天线。

本发明的一个实施例设置，附加的天线安装在其上安装有环圈的基体上，基体电连接到环圈或者与之电绝缘。至少一个附加的天线可以但是不必要以和环圈天线不同的方式来被设计，例如作为杆状天线或者分形天线。

环圈和特别地至少一个附加的天线可以通过激光直接成型安装在基体上。当根据一个实施例的基体由塑料制成时，这是特别有利的，该基体也可以独立于此激光直接成型而设置。

根据本发明的接收器特别是轮胎状况监测系统的接收器的特征在于，其具有此处描述的根据本发明的天线。而且，根据本发明的轮胎状况监测系统特征在于，根据本发明的天线，特别是具有根据本发明的天线的发送器和/或接收器，并且特别是为了监测一个或者多个车辆轮胎的压力而设计为轮胎压力监测系统。通常进一步设置至少一个轮胎状况传感器特别是轮胎压力传感器，该传感器与接收器和/或发送器的天线通信连接，和/或可以被转换成这种连接。

本发明将以示例的方式在下文中参考示例性实施例和图进行说明。

附图说明

图1显示根据本发明的天线的示例性实施例的三维主视图；

图2显示从下方观看图1时的天线；

图3显示从后面观看图1时的天线；

图4显示通过环圈的中断而形成的交指电容的示例；

图5显示带有根据本发明的轮胎状况监测系统的机动车。

具体实施方式

图1显示根据本发明设计的天线，该天线用于机动车中的接收器或发送器，本文用于轮胎状况监测系统。天线具有导电的环圈1，如示例性实施例所示，导电的环圈1中安装在基体2上，基体2例如由塑料制成。基体2具有实质上柱形的形状，其中越过其外圆周设置远离彼此面对的两个平坦侧2.1和2.2。在现在的情况下，平坦侧2.1标示为前侧，平坦侧2.2标示为后侧。而且基体2具有上端面2.3和下端面2.4。上端面2.3闭合，而下端面2.4开口，见图2，图2显示下端面2.4的主视图。

导电的环圈1现在对角线地延伸越过下端面2.4，为此通过网5穿过下端面2.4，网5在从前侧2.1到后侧2.2的对角线方向上延伸。环圈1的越过网5的一侧是环圈1的连接侧1.1。

环圈1从其连接侧1.1越过前侧2.1和后侧2.2之间的柱形弯曲表面延伸到上端面2.3。环圈1的与连接侧1.1相对的一侧1.2自然位于与连接侧1.1的平面成平行面的平面中，但是相对侧1.2扭转成与连接侧1.1成一定角度，具体地，围绕扭转轴9扭转，扭转轴9垂直于连接侧1.1且垂直于图1中示意性地显示的印刷电路板6的基表面。只有连接侧1.1的方向通过图1中的点划线表示。

由于图1所示和先前描述的环圈1的形状设计，由环圈围绕的区域10经由扭转轴9而扭转，区域10用于电磁波的通道，电磁波与流过环圈1的电流相互作用。如示例性实施例所示，环圈由连接侧1.1和相对侧1.2上的两直线与为了实现区域10的期望扭转而连接直线的两曲线组成。

图1中详细视图显示，环圈1和其竖立在印刷电路板6上的位置再次示意性地显示，但是环圈1包围的区域10没有根据本发明围绕扭转轴9扭转。这里可以再次看到，环圈1的连接侧1.1和相对侧1.2在平行于彼此的平面上。进一步示意地显示的是在印刷电路板6上的电子器件7，印刷电路板6也通过图1的主视图中的虚线显示，印刷电路板6例如形成具有耦合侧8.1的耦合环圈8，经由耦合侧8.1，信号耦合进和/或出环圈1，特别地，耦合侧8.1平行于环圈1的连接侧1.1。除了被集成进电子器件7之外，耦合环圈8也可以集成进印刷电路板6或者在没有耦合环圈的实施例中省略。在后面的情况下，相应地，需要在环圈1的连接侧1.1上设置电连接件。

这里，耦合环圈8被设计成包围一区域的封闭线圈，耦合环圈8也可以设计成开口的细长耦合环圈，例如在接地端或者与预定电压的连接端处开口。电子器件诸如一个或多个电容、线圈或者一个或多个电阻或者以及其他组件可以设置在耦合环圈中。

耦合环圈8或其耦合侧8.1和环圈1的连接侧1.1之间的距离是，特别地0.2到0.7mm，特别地0.4到0.6mm，有利地0.5mm。

如示例性实施例所示，环圈1具有在基体2的上端面2.3上的两个中断11，根据本申请的情况，为了调整环圈1，可以通过这里未详细显示的电阻和/或电容而桥接中断11。替代调整在图4中显示，图4中，中断11形成交指电容12。这意指，环圈1的相互面对的自由端具有定位成互相相距一定距离的交指。

图2进一步显示作为示例的基体2的连接插座13，连接插座13用作使基体2可以例如通过接合在插座13中的螺钉而紧固在印刷电路板6或者电子器件7上。

图3显示基体2的后侧2.2设置有附加的天线14。附加的天线14具有分形天线的形式。如示例性实施例所示的后侧2.2越过基体2的保持区而延伸，用于为附加的天线14提供更大的区域。然而，这不是绝对必需的。

环圈1和附加的天线14都可以例如通过激光直接成型安装在基体2的表面上。然而，也可以用其他的安装方法。

由于基体2的形状，基体2特别地垂直于印刷电路板6，特别便于将根据本发明的环圈1设置在印刷电路板6上。可以实现经济适用的并且稳定的实施例。

图5显示作为示例的机动车，根据本发明的轮胎状况监测系统集成在该机动车中。轮胎状况监测系统包含接收装置15和不同的轮胎17中的多个轮胎状况传感器16。接收装置15安装在车辆的框架18上，框架18由金属制成。印刷电路板6例如平坦地位于框架18上。然而，因为带有这里未详细显示的根据本发明的天线的环圈的基体2与印刷电路板6成一定角度或者垂直，因此可以实现框架15、轮胎状况传感器16和接收装置15之间的无线通信，而不会进一步被框架18对电磁波的影响而干涉。